(57)【要約】【課題】保水性を有して、保持した水分が蒸発するときの気化熱により、道路や広場の表面温度の上昇を抑制し、都市部などにおけるヒートアイランド現象を抑制することの出来る、コンクリートブロックを提供する。【解決手段】セメント、骨材、及び水を練り混ぜた生コンクリートを所定の形状に成型して固化させることにより得られるコンクリートブロックにおいて、前記骨材の粒径が5mm以下であり、且つ2.5mm〜5mmの粒径の骨材が骨材全体の5%以下であり、尚且つ1.2mm〜2.5mmの粒径の骨材が骨材全体の３０〜４０％含まれることを特徴とするコンクリートブロックを提供することにより、前記課題を解決する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント、骨材、及び水を練り混ぜた生コンクリートを所定の形状に成型して固化させることにより得られるコンクリートブロックにおいて、前記骨材の粒径が5mm以下であり、且つ2.5mm〜5mmの粒径の骨材が骨材全体の5%以下であり、尚且つ1.2mm〜2.5mmの粒径の骨材が骨材全体の３０〜４０％含まれることを特徴とするコンクリートブロック。
【請求項２】
セメント、骨材、及び水を練り混ぜた生コンクリートにより所定厚の下層部と表層部とを一体成型して成るコンクリートブロックにおいて、前記下層部を構成する前記骨材の粒径が5mm以下であり、且つ2.5mm〜5mmの粒径の骨材が骨材全体の5%以下であり、尚且つ1.2mm〜2.5mmの粒径の骨材が骨材全体の３０〜４０％が含まれることを特徴とするコンクリートブロック。
【請求項３】
生コンクリートの全容積に対して骨材が40〜70%混合されて成る請求項１又は２記載のコンクリートブロック。
【請求項４】
単位水量が60kg/m3〜120kg/m3であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のコンクリートブロック。
【請求項５】
フレッシュ状態のコンクリートに対して重量物を落下させ、該コンクリートの変形量を測定することにより、フレッシュ状態のコンクリートの水量確認を行うことを特徴とする請求項１乃至４記載のいずれかに記載のコンクリートブロック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は道路や広場の舗装に用いる好適なコンクリートブロックに係わり、特に保水性を有して、保持した水分が蒸発するときの気化熱により、道路や広場の表面温度の上昇を抑制し、都市部などにおけるヒートアイランド現象を抑制することの出来る、コンクリートブロックに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来保水性を有するコンクリートブロックとして、高炉スラグ等を用いた保水性コンクリートブロックが知られる。(特許文献１)。
【０００３】
しかしこの技術では、高炉スラグの多孔質性により保水量は確保できるが、水を上面まで吸い上げる吸水能を確保するのには不十分である。また十分な保水量と吸水能を確保するために、吸水性ポリマー、団粒化剤等の有機高分子材料を混合する技術がある(特許文献２)。しかし、有機材料は、無機材料に比べ、耐候性に劣り、また環境への影響も懸念され、耐久性や環境面より好適とは言い難い。
【０００４】
発明者らは保水性及び透水性に優れた空隙率と空隙径となるよう、骨材の粒径を特定することにより、舗装材として有用なコンクリートブロックを発明し、特許文献３において開示した。しかし本特許文献３に係る発明は、透水性を考慮した発明であるため、保水性に特化したコンクリートとは言い難かった。
【０００５】
尚、発明者らは硬練コンクリートについてフレッシュ性状を評価する方法を、特許文献４において開示している。
【０００６】
【特許文献１】実用新案登録第3072360号公報
【特許文献２】特許第3740559号公報
【特許文献３】特開２００４−２２５２８３号公報
【特許文献４】特開２００５−２４１３７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、通常コンクリートに用いる、セメント・天然骨材・水を構成材料とし、骨材の粒度構成、セメント量、水量の工夫により、要求される保水量と吸水能力を確保しようとするものである。つまり、特許文献３では保水性と透水性を併せ持つコンクリートを開示していたが、本発明においては保水性と吸水性を併せ持つコンクリートを提供することを目的としている。
【０００８】
さらに特許文献４に記載の発明を応用し、水量が保水性に与える傾向を幾多の実験により見出したのと同時に、吸水性・保水性を高めたコンクリートを工程管理できるように、フレッシュコンクリートが適正な空隙径、空隙率となったことを調査するための評価方法を提供することを目的とする。
【０００９】
また、空隙径や空隙率の変化に伴い、吸水性・保水性も異なるため、両性状を示す最適な空隙径や空隙率をもったコンクリートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）セメント、骨材、及び水を練り混ぜた生コンクリートを所定の形状に成型して固化させることにより得られるコンクリートブロックにおいて、前記骨材の粒径が5mm以下であり、且つ2.5mm〜5mmの粒径の骨材が骨材全体の5%以下であり、尚且つ1.2mm〜2.5mmの粒径の骨材が骨材全体の３０〜４０％含まれることを特徴とするコンクリートブロックを提供することにより、前記課題を解決する。尚、粒径とは骨材の直径を表すものとする。
【００１１】
（２）セメント、骨材、及び水を練り混ぜた生コンクリートにより所定厚の下層部と表層部とを一体成型して成るコンクリートブロックにおいて、前記下層部を構成する前記骨材の粒径が5mm以下であり、且つ2.5mm〜5mmの粒径の骨材が骨材全体の5%以下であり、尚且つ1.2mm〜2.5mmの粒径の骨材が骨材全体の３０〜４０％含まれることを特徴とするコンクリートブロックを提供することにより、前記課題を解決する。
【００１２】
（３）生コンクリートの全容積に対して骨材が40〜70%混合されて成る（１）又は（２）記載のコンクリートブロックを提供することにより、前記課題を解決する。
【００１３】
（４）単位水量が60kg/m3〜120kg/m3であることを特徴とする（１）乃至（３）のいずれかに記載のコンクリートブロックを提供することにより、前記課題を解決する。
【００１４】
（５）フレッシュ状態のコンクリートの水量確認を、重量物の落下による変形量の測定により行うことを特徴とする（１）乃至（４）記載のいずれかに記載のコンクリートブロックを提供することにより、前記課題を解決する。
【発明の効果】
【００１５】
このようなコンクリートブロックによれば、十分に水量を保持する為の空隙率、150〜300ｌ／m3が確保され、また水を吸い上げる為の毛細管現象を生じさせるのに好適な空隙径を得ることができる。
【００１６】
本発明の保水性コンクリートブロックは、優れた保水性と吸水性を有し、車歩道や広場の舗装に用いて、保持した水分が蒸発するときの気化熱により、ヒートアイランド現象を抑制する効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の適用例を図面に基づいて詳細に説明する。先ず、図１は本発明に係るコンクリートブロックの一形態を示した斜視図である。図１に示すコンクリートブロック１は、縦１００mm、横２００mm、厚さ６０mmの直方体であり、その表面側は着色を施した厚さ１０mm程度の表層部１Ａとされ、その下の下層部１Ｂは表層部１Ａよりも厚い層厚を有してその側面に目地幅調整用の突条２が一体に形成されている。
【００１８】
以上のようなコンクリートブロックは、セメント・骨材・及び水を、図示せぬミキサー内に投入して練り混ぜるほか、必要に応じてＡＥ剤や減水剤といった混和剤、並びに表層部１Ａの着色用として酸化クロム、酸化鉄、ベンガラ、又は酸化チタンなどの着色剤をそれぞれ対セメント比で２〜３重量％程度加えて混合し、練り混ぜた生コンクリートを、成形型を用いて所定形状に成型後、これを一定時間養生して固化させることにより得られる。
【００１９】
コンクリートの配合割合は、本例においては、セメントが２５０〜５５０kg/m3  、骨材が１４００〜１８００kg/m3、水が６０〜１２０kg/m3  である。このうち、骨材としては、川砂等の天然骨材や、岩石や玉石を破砕して得られる砕石、砕砂等を使用することができる。
【００２０】
特に係る骨材としては、5mm以下が100%、2.5mm 〜5mmが5%以下、かつ1.2mm〜2.5mmの範囲に35±5％、つまり前記骨材の粒径がすべて5mm以下であり、かつ2.5mm〜5mmの粒径の骨材が骨材全体の5%以下であり、尚且つ1.2mm〜2.5mmの粒径の骨材が骨材全体の３０〜４０％含まれるような粒度構成の骨材を使用する、尚、骨材として材質や密度が異なるものを混合して使用する場合には、その粒度別の割合に、容積率を適用することが望ましい。
【００２１】
ここで、粒径2.5mm 〜5mm粒分が5%を越えて増えると、保水量、吸水高さともに低下する。また粒径1.2mm〜2.5mm粒分が40%を越えると保水量は増えるが、吸水率は低下する。逆に粒径1.2mm〜2.5mm粒分が30%を下回ると、保水量、吸水率ともに低下する。
【００２２】
また、保水性、吸水性は骨材の粒度のみでなく単位セメント量、単位水量も大きく関係する。単位セメント量、単位水量が過剰であると、セメントペースト分が骨材間を埋め、保水率・吸水率とも低下する。一方単位セメント量、単位水量が過小であると、保水性、吸水性は向上する傾向にあるが、セメントペーストの結合力が低下し、強度低下を招く。従って、本発明においては、単位セメント量が２５０〜５５０kg/m3  、単位骨材量が１４００〜１８００kg/m3、単位水量が６０〜１２０kg/m3  の範囲で含む配合範囲が望ましい。
【００２３】
通常のコンクリートの水量は１５０kg/m3前後以上であるが、本発明では、水量を６０〜１２０kg/m3  にして、流動性のない、硬練りの生コンクリートとする。
【００２４】
この硬練りコンクリートを型枠内に充てんし、振動・加圧しながら成形して、即時脱型し、一定期間養生の上、硬化させることにより、コンクリートブロック製品を得る。
【００２５】
以下、その製造法を図４に示して説明すれば、３は成形型であり、この成形型３は生コンクリートを充填するための下型３Ａ、及び下型に充填された生コンクリートを加圧する上型３Ｂとで構成される。下型３Ａに充填すべき生コンクリートは上記のようにセメント、骨材、水、又はこれに適量の混和剤を加えて練り混ぜたものであり、前記骨材の粒径が5mm以下であり、且つ2.5mm〜5mmの粒径の骨材が骨材全体の5%以下であり、尚且つ1.2mm〜2.5mmの粒径の骨材が骨材全体の３０〜４０％含まれるものを使用し、これを生コンクリートの全容積に対して４０〜７０％となるよう混合する。又、水セメント比は１５〜３０％に設定する。
【００２６】
そして、その生コンクリートを下型３Ａ内に充填する。特に、下層部と成す原料として上記の生コンクリートＣ１を下型３Ａ内に入れて均し、その上に表層部と成す原料として上記の生コンクリートＣ１に適量の着色剤を混合した生コンクリートＣ２を入れる。次いで、その下型３Ａを図示せぬバイブレータにより加振し、これにより内部の生コンクリートＣ１，Ｃ２を締め固めた後即時脱型し、そのコンクリート成型物を一定時間養生して固化させることにより図１のようなコンクリートブロック１を得る。
【００２７】
次に、係るコンクリートブロックの使用例を説明する。図５は係るコンクリートブロックによる歩道や広場の舗装例であり、４は路床、５は路床上に設けられる砂などから成るフィルター層、６はフィルター層上に設けられる砕石層、７は砕石層上に敷かれる透水シート、８は透水シート上に敷き詰められる緩衝砂であり、係るコンクリートブロック１は緩衝砂８上に敷き詰められ、各ブロック間には目地砂が充填される。尚、フィルター層５は厚さ約５０ｍｍ、砕石層６は厚さ約１００ｍｍ、緩衝砂８は厚さ約３０ｍｍに設定されるが、車両が通行する道路では砕石層６を適宜の厚さに設定される。
【００２８】
次に、本発明に係るコンクリートのフレッシュ性状評価方法および水量推定方法（以下、これらを併せて「本発明の方法」ともいう）について、詳細に説明する。
【００２９】
上述したように、本発明に係るコンクリートは流動性のない、硬練りの生コンクリートであるため、フレッシュ性状がスランプやフローでは評価出来ない。そこで性状を評価する方法について以下に説明する。図３は、本発明の生コンクリートの評価方法の一実施形態を模式的に示したものである。本実施形態では、型枠２１として内径１０ｃｍ、高さ２０ｃｍのコンクリート強度試験用型枠を採用し、重量物４１としてマーシャル試験用ランマ３１に付随するものを採用した場合を示している。
【００３０】
図３に示すように、ランマ３１は、重量４５００ｇの円筒状の重量物４１が、該重量物４１に挿通された案内棒５１に対して上下に相対移動可能に取り付けられ、該案内棒５１の下端には、落下してきた重量物４１の衝撃をその下の硬練りコンクリート１１に伝達するための押圧板６１が備えられ、該案内棒５１の上部には重量物４１の上昇位置を制限するための固定具７１が備えられている。
【００３１】
ランマ３１の下端に備えられた押圧板６１の直径は、型枠２１の内径と略同一であって、該型枠２１に投入された硬練りコンクリート１１の上に該押圧板６１を載せると該硬練りコンクリート１１の表面全体が覆われるように構成されている。
【００３２】
斯かる試験器具を用いた場合の本発明の方法は、以下の手順によって行う。
【００３３】
まず、測定対象となる硬練りコンクリート１１を型枠２１の中に投入する。投入する量は、型枠２１の６〜８分目となるようにし、投入する重量を測定しておく。次に、型枠２１に投入された硬練りコンクリート１１の上面をランマ３１の押圧板６１で覆うようにランマ３１を載置する。そして、ランマ３１の案内棒５１が垂直になるように支持した状態で、重量物４１を上端まで引き上げ、上端から重量物４１を自由落下させる。重量物４１が落下すると硬練りコンクリート１１は押圧板６１を介して突き固められて表面が押し下げられるため、ランマ３１を取り除いて型枠２１の上端から硬練りコンクリート１１の上面までの距離を測定する。測定後、再び硬練りコンクリート１１の上面にランマ３１を載置し、同様の工程を繰り返す。
【００３４】
このようにして、型枠２１の上端からコンクリート上面までの距離を測定すれば、型枠の高さから差し引くことによって型枠内のコンクリートの高さを求めることができ、さらに断面積を乗じて硬練りコンクリートの体積を逆算することができる。そして、予め測定した重量をその体積で除することにより、重量物の落下回数毎のコンクリートの締め固め密度を求めることができる。
【００３５】
こうして、重量物の自由落下によるコンクリートの突き固めと、その際のコンクリートの表面位置の計測とを繰り返すことにより、重量物の落下回数と締め固め密度との関係を求めることができる。
【００３６】
硬練りコンクリートのフレッシュ性状を把握するには、予め測定された検量線を用いることが好ましい。
【００３７】
具体的には、例えば、締め固まり性等のフレッシュ性状或いは水量の把握された硬練りコンクリートを用い、上記と同様にして重量物の落下試験を行うことにより、重量物の落下回数と硬練りコンクリートの締め固め密度との関係として検量線を求め、フレッシュ性状や水量の異なる複数の硬練りコンクリートについての検量線を作成しておく。
【００３８】
そして、フレッシュ性状や水量が未知である硬練りコンクリートについて、上述のようにして重量物の落下回数と締め固め密度との関係を求めた後、予め求めておいた複数の検量線と対比することにより、該硬練りコンクリートのフレッシュ性状（例えば、締め固まり性）や水量をより正確に求めることが可能となる。
【００３９】
本実施形態のように、重量物４１としてマーシャル試験用ランマ３１に付随するものを採用した場合には、重量物４の上昇位置が固定されるためにその落下による硬練りコンクリート１への衝撃が一定となり、測定誤差を低減することができる。また、該マーシャル試験用ランマ３１には、その下端にコンクリートの表面を覆う押圧板６１が備えられているため、該押圧板６１を介して硬練りコンクリート表面全体に重量物４１の衝撃を加えることが可能となり、測定結果に誤差が生じにくいという効果がある。
【００４０】
尚、本発明の方法は、上述のような実施形態に限定されるものではない。即ち、前記実施形態では、重量物としてマーシャル試験用ランマに付随するものを使用したが、他の形態の重量物を使用することも可能である。
【００４１】
また、重量物の重量や落下距離についても特に限定されないが、重量物の落下による衝撃が大き過ぎると強く締め固まりすぎてフレッシュ性状や水量の差異が顕れ難くなり、衝撃が小さ過ぎると締め固めに長時間を要し又は締め固めが不十分となってフレッシュ性状や水量の相違が顕れ難くなる。よって、これらの観点、および作業性の観点から、落下距離は０．５ｍ程度、重量物の重量は２〜１０ｋｇ程度とすることが好ましい。
【００４２】
また、型枠１２についても上述のような実施形態で用いたものに限定されず、評価対象となる硬練りコンクリートを収容し、重量物によって該硬練りコンクリートに衝撃が加えられる構造であれば、任意の形状の型枠を使用することができる。
【００４３】
重量物を落下させる回数、即ち、突き固め回数についても特に限定されないが、測定誤差の低減を考慮すると、重量物を落下させても締め固め密度が平衡に達する程度の回数とすることが好ましく、例えば１０〜３０回程度とすればよい。
【００４４】
また、締め固め密度が平衡となる値は、締め固め条件（重量物の重量、落下距離、コンクリートの断面積）を調整することにより、コンクリート製品が製造機械で実際に締め固められる密度と同程度となるように設定しておくことが好ましい。
【００４５】
ただし、締め固め密度が平衡となる値が、コンクリート製品が製造機械で実際に締め固められる密度を大きく上回る場合には、両者が等しくなるような落下回数とすることが好ましい。
【実施例１】
【００４６】
表１の配合表に従って、セメント(普通ボルトランドセメント)、骨材(砕砂)、水、及び混和剤をミキサーにより練り混ぜて、ゼロスランプの硬練りコンクリートを調製した。
【００４７】
【表１】
2007291783.tif 000003
【００４８】
そして、その生コンクリートを型内に入れ、その上に着色した生コンクリートを入れて、振動成型後、即時脱型し、その成型物を常温下で養生・硬化させて、保水性コンクリートブロックを得た。
【００４９】
尚、本例で用いた生コンクリートは表層部用に着色剤を混合した以外は、下層部と表層部は同じものである。
【００５０】
使用した骨材は、表２に示すように5mm以下が100%、2.5mm 〜5mmが２%、1.2mm〜2.5mmが36％含まれるものであった。
【００５１】
【表２】
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【００５２】
また実施例1により得たコンクリートブロックの性状を調べた結果を、社団法人インターロッキングブロック舗装技術協会(以下JIPEAと略す)制定の「保水性舗装用インターロッキングブロック(以下、保水性ブロックとする)の品質規格と対比して、表３に示す。
【００５３】
JIPEA制定の保水性ブロックの規格では、ブロック内部の水分を保持するための保水性能と、保持した水分をブロツク上方へ吸い上げるための吸水性能を、その試験方法とともに定めており、これらの性能を満足することにより、保持した水分が蒸発するときの気化熱による路面温度の上昇を抑制する機能が、効果的に発揮できるものである。
【００５４】
【表３】
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【００５５】
表３に示すように、本発明によれば、吸水性有機ポリマーや、多孔質骨材の使用に頼ることなく、路面温度の上昇抑制機能を、効果的に発揮する保水性ブロックを得ることが出来る。
【実施例２】
【００５６】
本発明のコンクリートブロックは、生コンクリートが超硬練りのため、フレッシュ性状がスランプやフローでは評価出来ない。このため従来から、生産現場では、成型技術者の経験と勘による触手検査に頼っている。
【００５７】
しかしながら本発明の性能を確実に発揮するためには、定量的な生コンクリートの単位
水量管理が必要である。その手段として、特開2005-241371で開示されている重量物の落下による変形量の測定による方法が最適である。これは、一定量の生コンクリートを円柱型枠内に入れ、マーシャル試験用のランマー３１を用いて所定回数突き固め、突き固め後の型枠上面よりの下がり値により単位水量管理を行うものである。詳細な試験方法については上述したとおりなので省略する。
【００５８】
以下に単位水量の変化と、マーシャルランマー３１突き固め後の型枠上面よりの下がり値、及び脱型後の供試体の諸性状の変化との関係を併せて示し、この管理方法の有効性を説明する。
【００５９】
コンクリートの単位水量を50kg/m3〜130kg/m3まで20kg/m3刻みで変化させて、生コンクリートを練り混ぜ、直径10cm高さ20cmの鋼製円柱型枠に生コンクリート1.5kgを投入し、マーシャルランマー３１で10回突き固め成型した供試体の、型枠上面よりの下がり値(cm)、及び同供試体を用いて、保水量、吸水高さ、圧縮強度を測定し、単位水量と上記諸性状の関係をプロットした。
【００６０】
その結果を図２に示す。尚、図２は、マーシャルランマーを用いて突き固め成型した、円柱供試体の値であり、成型条件、形状の異なる、実機成型によるブロック製品の値とは、絶対値は一致しないが、単位水量に対する諸性状の相対的関係を、よく知ることが出来る。
【００６１】
すなわち、単位水量が多いほど締め固めによる下がりは深く、コンクリートは密実度を増し易くなる。しかし、単位水量が多くなると、保水量、吸い上げ高さは低下し、特に吸い上げ高さの低下は単位水量による影響が大きい。
【００６２】
一方圧縮強度は、単位水量の増加につれてコンクリートが密実になるため、増大する。これは超硬練りコンクリートの、通常の軟練りコンクリートとは異なる特徴である。
【００６３】
このマーシャルランマー試験により、製造工程での生コンクリートの練り上がり性状を定量的に確認し、水量の管理を行うことにより、本発明のコンクリートブロックを安定して、目的通りの品質で製造することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明に係る保水性コンクリートブロックを示す図である。
【図２】単位水量とマーシャルランマー突き固め供試体の諸性状の関係図である。
【図３】本発明のフレッシュコンクリートを評価する方法につき一実施形態を模式的に示した図
【図４】型枠内に生コンクリートを充填した状態を示す断面概略図
【図５】本発明に係るコンクリートブロックの使用例を示した敷設図
【符号の説明】
【００６５】
１    コンクリートブロック
１Ａ  表層部
１Ｂ  下層部
２  突条
３  成形型
２１  型枠
３１  マーシャル試験用ランマ
４１  重量物
５１  案内棒
６１  押圧板
７１  固定具
【図１】
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【図２】
2007291783.tif 000007
【図３】
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【図４】
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【図５】
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